Herstellung von Mineralwollfilzen Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf die Herstellung von Mineralwollfilzen, welche insbesondere für Wärme- und
Schallisolierungen sowie als Filtermedien für Gase und nicht wässerige Flüssigkeiten
Verwendung finden können.Manufacture of mineral wool felts The present invention relates
focus on the production of mineral wool felts, which are used in particular for heat and
Sound insulation and as filter media for gases and non-aqueous liquids
Can be used.
Das übliche Verfahren zur Herstellung von Mineralwolle aus Schmelzofenschlacken,natürlichem
Gestein, Glas u. dgl. schmelzbaren Stoffen besteht darin, eine solche Mineralschmelze
mit Hilfe eines Dampfstrahles zu zerfasern.The usual method of making mineral wool from smelting furnace slags, natural
Rock, glass and similar fusible substances consist of such a mineral melt
to shredded with the help of a steam jet.
Mineralwollfasern, die auf solche Weise hergestellt sind, besitzen
eine sehr geringe Elastizität. Sie sind verhältnismäßig glatt und vermögen sich
nicht leicht miteinander zu verfilzen, so daß ein Bindemittel notwendig ist, um
die Fasern in halbsteife Filze oder festere Artikel, wie z. B. Blöcke, Platten,
Bogen und Rohrabschnitte, .überzuführen, welche ihre Raumform dauernd beibehalten.Mineral wool fibers made in such a way possess
a very low elasticity. They are relatively smooth and capable of each other
not easily matted together, so a binder is necessary to
the fibers into semi-rigid felts or more rigid articles such as B. blocks, plates,
Bends and pipe sections, .transfer, which keep their shape permanently.
Für diese Zwecke ist bereits vorgeschlagen worden, in die Speiseleitung
des zur Zerfaserung der Mineralschmelze bestimmten Dampfstrahles eine wässerige
Emulsion einzuführen, welche als Bindemittel Stärke, Leim, Kasein od. dgl., klebriges
Colloid oder eine Mischung solcher Substanzen enthält, das in Wasser unlöslich ist,
aber in solchem eine kolloidale Dispersion bildet, und welche ferner als wasserabweisendes
und elastizitätserhöhendes Mittel harzartige Rückstände der Petroleumdestillation
oder ein synthetisches Harz, wie z. B. Phenol-Formaldehyd-Harz, Harnstoff-Formaldehyd-Harz
oder Glyptalharz, enthält. Ferner ist vorgeschlagen worden, - die bei diesem
Verfahren anfallenden
schwach verfilzten Fasermassen mit Dampf zu
behandeln, bis der Feuchtigkeitsgehalt etwa 3 bis 5 Gewichtsprozent beträgt, um
auf diese Weise eine dauernde Vereinigung der Fasern zu fördern.For these purposes, it has already been proposed to introduce an aqueous emulsion into the feed line of the steam jet intended to defiber the mineral melt, which emulsion contains starch, glue, casein or the like, sticky colloid or a mixture of such substances that is insoluble in water , but in such a colloidal dispersion forms, and which also as a water-repellent and elasticity-increasing agent, resinous residues of petroleum distillation or a synthetic resin, such as. B. phenol-formaldehyde resin, urea-formaldehyde resin or glyptal resin contains. Further, it has been proposed - the charges which apply to this method, weakly entangled masses of fibers to be treated with steam, until the moisture content is about 3 to 5 weight percent, to promote permanent association of the fibers in this manner.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun die Herstellung von Mineralwollfilzen
mit Hilfe eines Dampfstrahles unter gleichzeitigem Aufbringen eines -dünnen Films
auf die Fasern aus einem Bindemittel, dem gewünsehtenfalles ein wasserabweisender
und elastischer Stoff zugesetzt ist, in der Weise durchgeführt, daß während der
Filmbildung so viel Wasser eingeführt -wird, daß der Feuchtigkeitsgehalt des Filzes,
bezogen auf das Fasergewicht, i,5 bis io Gewichtsprozent beträgt. Vorzugsweise wird
der Feuchtigkeitsgehalt des Erzeugnisses auf. 3 bis 5 Gewichtsprozent eingestellt.According to the present invention there is now the manufacture of mineral wool felts
with the help of a steam jet with simultaneous application of a thin film
on the fibers of a binder, if desired a water-repellent one
and elastic fabric is added, carried out in such a way that during the
Film formation so much water is introduced that the moisture content of the felt,
based on the fiber weight, 1.5 to 10 percent by weight. Preferably will
the moisture content of the product. 3 to 5 percent by weight set.
Im Verhältnis zu den bisher bekannten Verfahren, bei welchen das Mineralwblleerzeugnis
nachträglich mit Dampf befeuchtet wird, führt das Verfahren nach der Erfindung,
bei welchem die erforderliche Feuchtigkeitsmenge während der Filmbildung eingeführt
wird, zu der Erzeugung einheitlicher Mineralwollfilze, welche auf schwaches Zusammendrücken
und Trocknen hin ein halbsteifes Material ergeben, Idas: e eine; igrößere Festigke-it
aufweist und wirksamer verfilzt ist.In relation to the previously known processes in which the mineral rolling product
is subsequently moistened with steam, the method according to the invention leads
at which the required amount of moisture is introduced during film formation
becomes, to the production of uniform mineral wool felts, which to slight compression
and drying to yield a semi-rigid material, Idas: e one; greater strength
and is matted more effectively.
Für die Herstellung von Erzeugnissen der vorliegenden Art soll die
Mineralwolle von einigermaßen gleichmäßigem und sehr feinem Faserdurchmesser sein;
sie soll beständig sein und nicht dazu neigen, leicht in kurze staubartige Teilstückchen
zu zerbrechen; sie soll sich zu Fasersträhnen und so zu zusammenhängenden Erzeugnissen
verformen lassen. Die Zusammensetzung des Minerals, dessen Schmelze zerfasert werden
soll, wird vorzugsweise schwach basisch gewählt. So ist es besonders vorteilhaft,
im Rahmen des Verfahrens gemäß Erfindung ein schwach basisches Mineral zu verblasen,
bei dem das Verhältnis von Base zu Säure o,55 bis o,85 beträgt.For the manufacture of products of the present type, the
Mineral wool with a reasonably uniform and very fine fiber diameter;
it should be persistent and not tend to break easily into short, dusty pieces
to break; it should become strands of fibers and thus coherent products
let deform. The composition of the mineral, the melt of which is being frayed
should, is preferably chosen to be weakly basic. So it is particularly advantageous
to blow a weakly basic mineral within the scope of the method according to the invention,
in which the ratio of base to acid is between 0.55 and 0.85.
Zur Durchführung des Verfahrens gemäß Erfindung können die bekannten
Bindemittel, wasserabstoßenden und elastizitätserhöhenden Stoffe verwendet werden,
wie Stärke, Celluloseglycolat u. dgl. So kann man z. B. Stärke in Wasser einteigen,
Mineralöle, bituminöse Emulsionen, harzartige Rückstände-@der Petroleumdestillation
oder Bitumen von ähnlichen Eigenschaften der heißen Stärkepaste zusetzen und die
Mischung in heißem Zustande in den zum Zerfasern der Mineralschmelze bestimmten
Dampf einführen. Stärke in einer Menge von o,i bis 3 Oh, berechnet auf die Mineralfasern,
kann so als ein. sehr dünner und zusammenhängender Film ibgelagert werden, welcher
gewünschtenfalles auch :),oi bis o,5 % schweres Mineralöl, harzartige Rückstände
.der Petroleumindustrie oder Bitumen von ähnlichen Eigenschaften enthalten kann.
Parafinwachs oder ein synthetisches Harz, wie z. B. PIi"nol-Farm,al!dehyd-Harz,
Amino-Formal-dehyd.-Elarz,.Glyptal-(Alkyd-)Harz, Cashew-Harz, Cashew-Formaldehyd-Harz
oder andere ölige' klebrige Subtanzen -können als Zusatz zu der .Stärke- od. dgl:
Bindem@itte@lpaste verwendet werden. Diese Sub-stanzen erzeugen, wenn sie
auf den Mineralfasern beim Zerfasern abgelagert werden, einen sehr dünnen Film,
welcher äußerst zähe ist und verhindert, .daß die Fasern durch Reibung beschädigt
!, werden oder gar in kurze staubartige Stückchen zerbrechen. Die dünnen Oberflächenfilme
verleihen den Fasern auch beträchtliche Elastizität; sie veranlassen die einzelnen
Fasern, sich zu Strängen zu vereinigen, welche ihrerseits wiederum eine °zusammenhängende
verfilzte Masse bilden. Der organische Film kann so dünn sein, wie einer Moleküldicke
entspricht, aber es, können auch Filme von größerer Dicke erzeugt werden, und zwar
-in Abhängigkeit von den Eigenschaften, die für das Endprodukt gefordert werden.
-Nach einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung wird als
Bindemittel ein Alginat, z:. B. Natrium- oder Calciumalginat, verwendet. So kann
man z. B. Natriumalginat in heißem Wasser auflösen und die sich ergebende kolloidale
Lösung reit Paraffinwachs oder irgendeinem der anderen' vorerwähnten öligen und
harzigen Stoffe mischen, um eine hochelastische und leichte Mineralwolle zu erzeugen.
An Stelle von Natriumalginat kann auch Calciumalginat, welches wohlfeiler ist, verwendet
werden; in diesem Falle ist es aber notwendig; wasserfreies Natriumcarbonat zuzusetzen,
um das Calciumalginat in Lösung zu bringen. i i Gewichtsteile Calciumalginat können
beispielsweise in 8ooTeilen Wasser von etwa 63° C aufgelöst werden, dem zuvor 2,7
Teile wasserfreies Natriumcarbonat zugesetzt sind. 2 Teile Paraffinwachs oder i
Teil- Mineralöl und i Teil harzartige Rückstände der Petroleumdestillation können.
der Alginatlösung zugesetzt werden. Aus Mineralfasern, welche auf diese Weise behandelt
sind, können -zusammenhängende verfilzte Massen von hoher Elastizität und geringem
Räumgewicht; z: B. einem solchen von 48 bis 8o kg/ms, erzeugt werden.To carry out the method according to the invention, the known binders, water-repellent and elasticity-increasing substances can be used, such as starch, cellulose glycolate and the like. B. paste starch in water, add mineral oils, bituminous emulsions, resinous residues- @ the petroleum distillation or bitumen of similar properties to the hot starch paste and introduce the mixture in a hot state into the steam intended for the disintegration of the mineral melt. Starch in an amount of o, i to 3 Oh, calculated on the mineral fibers, so can be used as a. very thin and coherent film can be stored, which, if desired, may also contain, oi to o.5% heavy mineral oil, resinous residues of the petroleum industry or bitumen with similar properties. Paraffin wax or a synthetic resin, such as. B. PIi "nol-Farm, al! Dehyd-Harz, Amino-Formal-Dehyd.-Elarz, .glyptal- (alkyd-) resin, cashew resin, cashew-formaldehyde-resin or other oily 'sticky substances - can be used as Addition to the .starch or the like: Bindem @ itte @ lpaste can be used. These su b -stanzen, if they are deposited on the mineral fibers during fiberization, a very thin film, which is extremely tough and prevents .that the Fibers damaged by friction!, Or even break into short, dust-like pieces. The thin surface films also give the fibers considerable elasticity; they cause the individual fibers to unite into strands, which in turn form a coherent matted mass. The organic film can be as thin as corresponds to a molecular thickness, but films of greater thickness can also be produced, depending on the properties that are required for the end product According to the invention, an alginate, e.g. B. sodium or calcium alginate is used. So you can z. B. Dissolve sodium alginate in hot water and mix the resulting colloidal solution with paraffin wax or any of the other oily and resinous substances mentioned above to create a highly resilient and lightweight mineral wool. Calcium alginate, which is cheaper, can also be used instead of sodium alginate; but in this case it is necessary; add anhydrous sodium carbonate to bring the calcium alginate into solution. ii parts by weight of calcium alginate can be dissolved, for example, in 800 parts of water at about 63 ° C. to which 2.7 parts of anhydrous sodium carbonate have been added beforehand. 2 parts paraffin wax or 1 part mineral oil and 1 part resinous residues from petroleum distillation can. be added to the alginate solution. From mineral fibers, which are treated in this way, coherent matted masses of high elasticity and low clearing weight; e.g. one of 48 to 80 kg / ms can be generated.
Im Einzelfalle können Vorversuche erforderlich sein, um zu bestimmen,
wieviel Wasser während der Filmbildung eingeführt werden muß, damit der verbleibende
Feuchtigkeitsgehalt des Filzes innerhalb der gemäß der Erfindung angegebenen Grenzen
liegt. Ausführungsbeispiel Durch Einteigen von 22,7 bis 27,2 kg Stärke in 3i8. bis
409 1 Wasser von 8o bis 90° C wird ein Stärkegel bereitet. Zu diesem Gel wird eine
vorher .bereitete Lösung von 3,4 kg harzartigen Rückständen der Petroleumdestillation,
welche einen Erweichungspunkt von annähernd 52° C und einen Schmelzpunkt von annähernd
85° C haben, in 3,4 kg eines schweren Mineralöls zugesetzt. Durch kräftiges Rühren
bei einer Temperatur zwischen 70 und 9o° C wird eine einheitliche Emulsion gebildet.
Je Minute werden 5,5 bis 6,81 dieser Emulsion in den -zur Zerfaserung des Minerals
bestimmten Dampf eingespritzt, und zwar für 13,2 bis i5;4 kg Mineralfasern
je Minute. Es wird so auf den
Mineralfasern ein Oberflächenfilm
abgelagert, welcher aus 2,8 bis 3 % Stärke und 0,075 bis o,o9 % harzartigen Rückständen
der Petroleumdestillation und Öl besteht und welcher gleichzeitig zwischen 3 und
5 % Feuchtigkeit enthält.In individual cases, preliminary tests may be necessary to determine how much water must be introduced during film formation so that the remaining moisture content of the felt is within the limits specified according to the invention. Embodiment By dipping 22.7 to 27.2 kg strength into 3i8. up to 409 liters of water from 8o to 90 ° C a starch gel is prepared. A previously prepared solution of 3.4 kg of resinous residues from petroleum distillation, which have a softening point of approximately 52 ° C. and a melting point of approximately 85 ° C., in 3.4 kg of a heavy mineral oil is added to this gel. A uniform emulsion is formed by vigorous stirring at a temperature between 70 and 90 ° C. 5.5 to 6.81 per minute of this emulsion are injected into the steam intended for the defibration of the mineral for 13.2 to 15.4 kg of mineral fibers per minute. A surface film is thus deposited on the mineral fibers, which consists of 2.8 to 3% starch and 0.075 to 0.09% resinous residues from petroleum distillation and oil and which at the same time contains between 3 and 5% moisture.
Das feuchte filzige Material, welches gemäß der vorliegenden Erfindung
erzeugt ist, kann von seinem ursprünglichen Raumgewicht von z. B. 48 bis 8o kg/ms
auf das für das Endprodukt gewünschte Raumgewicht von z. B. 96 bis 288 kg/mg zusammengepreit
werden. Das Zusammenpressen kann mittels rotierender Walzen, durch Riemen oder Bänder
oder vorzugsweise mittels einer schwingenden Walze ausgeführt werden. Das zusammengepreßte
feuchte Material kann dann bei Temperaturen zwischen i2o und 3oo° C getrocknet werden.
Auf diese Weise können zusammenhängende Lagen oder Platten von guter mechanischer
Festigkeit und sehr hoher Elastizität mit Raumgewichten von 48 bis 320 kg/m3
.erzeugt werden. Die Platten oder Lagen können auf die gewünschten Dimensionen und
Dicken geschnitten und zerteilt werden und bilden gute Schall- und Wärmeisoliermaterialien,
welche schnell und bequem installiert werden können.The moist felted material, which is produced according to the present invention, can vary from its original density of e.g. B. 48 to 8o kg / ms to the density desired for the end product of z. B. 96 to 288 kg / mg are compressed. The compression can be carried out by means of rotating rollers, by means of belts or belts or, preferably, by means of a vibrating roller. The compressed moist material can then be dried at temperatures between 120 and 300 ° C. In this way, coherent layers or panels of good mechanical strength and very high elasticity with densities of 48 to 320 kg / m3 can be produced. The panels or layers can be cut and divided to the desired dimensions and thicknesses and form good sound and heat insulation materials which can be installed quickly and easily.